Относительная и абсолютная шкала твёрдости.

Лекция 6

Спайность, отдельность, излом

 

Связь между атомами, входящими в кристаллические структуры различны в разных направлениях, причем в некоторых направлениях чрезвычайно мала, таким образом даже очень твёрдые минералы могут раскалываться по равным плоским поверхностям, которые называются плоскости спайности. Это свойство часто называют спайностью, оно зависит от направления и существует только в кристаллических веществах. Различают спайность совершенную, как у алмаза, топаза, хорошую, как у полевого шпата, отчетливую-андалузита и не совершенную у корунда и кварца.

У целого ряда камней спайность вообще отсутствует. Слюда представляет собой очень мягкий минерал твёрдость около 2-х. Расщепляется на пластинки < толщины бумаги. Топаз может раскалываться в четырёх направлениях по граням правильного октаэдра. Топаз легко раскалывать под прямым углом.

Кристаллы некоторых драгоценных камней, например корунда имеют плоскости отдельности. Это свойство, которое называется отдельностью, отличается от спайности тем, что раскол возможен только по плоскостям, разделяющим сдвойникованные пластинки, т.е по параллельно ориентированным плоскостям.

Прежде спайность использовалась для аккуратного расчленения камней на части. Например, самый большой найденный камень 3600 каратов был расколот по спайности на три крупных куска и множество мелких частей. Сейчас данная операция применяется распиловкой для избежания трещин и сколов. Форма поверхности фрагментов, на которые распадается минерал, называется изломом. Он бывает раковистым, неровным, занозистым, волокнистым, ступенчатым, ровным земнистым и пр.

Иногда излом может служить диагностическим признаком. В отличие от спайности и отдельности излом не приурочен к определенному направлению и часто является результатом резкого удара.

Типичные виды излома:

Раковистый (конхоидальный) Излом со слабо искривленной поверхностью, похож на морскую раковину. Типичен для кварца, граната, стекла.

Зазубренный (занозистый) Приобретает свою форму от длинных волокнистых осколков. Характерен для нефрита, жадеита, слоновой кости.

Гладкий (ровный) не совсем плоская поверхность, не имеющая явных неровностей. Пример- необработанный алмаз.

 

ПРОЧНОСТЬ ДРАГОЦЕННОГО КАМНЯ

Многие старатели определяли, алмазом ли является данный камень,. основываясь на предположении, что только алмаз может устоять при ударе кувалды! (Это был один из тестов, предложенных римским философом Плинием около 2000 лет назад.) В результате такой чрезвычайно разрушительной проверки на твердость многие прекрасные камни были раздроблены.

Твердость драгоценных камней влияет и на степень их привлекательности. Твердые драгоценные камни лучше полируются, чем более мягкие. Образующиеся при этом грани оказываются более гладкими, а ребра — более острыми, чем у мягких камней, ребра которых скруглены или похожи на отливку, если смотреть в лупу. По этим признакам ограненный алмаз нередко можно визуально отличить от его имитаций.

 

ШКАЛА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ТВЕРДОСТИ МООСА

Твердость камня – это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать её другим камнем или предметом.

Твердость – это мера связности атомной структуры вещества. Применительно к камням применят твёрдость при шлифовании.

Когда не было других методов свойство.играло большую роль при определении камней. В настоящее время этот метод используется достаточно ограничено, в основном в условиях полевых экспедиций.

Для профессионального определения камней эта точность низка. Кроме того высока вероятность повреждения камня. В основном сейчас используется в минералогии.

Метод определения твёрдости путём царапания принадлежит венскому минерологу Фридриху Моосу. Моос определил твёрдость царапания как сопротивление, оказываемое минералом при царапании его поверхности острым контрольным предметом.

Относительная и абсолютная шкала твёрдости.

Твердость царапания по Моосу	Эталонный минерал	Простейший способ определения твёрдости	Твёрдость царапания в воде по Розивалю
	Тальк	Скоблится ногтем	0,03
	Гипс	Царапается ногтем	1,25
	Кальцит	Царапается медной монетой	4,5
	Флюорит	Легко царапается ножом	5,0
	Апатит	С трудом царапается ножом	6,5
	Ортоклаз	Царапается стальным напильником
	Кварц	Царапает оконное стекло
	Топаз	Легко царапает кварц
	Корунд	Легко царапает топаз
	Алмаз	Не царапается ничем

 

Камни, имеющие твёрдость >= 7, считаются твёрдыми. О минералах с твёрдостью 8-10 говорят, что они с твёрдостью драгоценных камней.

Минералы с твёрдостью по Моосу < 7не устойчивы против действия пыли, а её твёрдость =7, поэтому полировка со временем тускнеет.

При определении твёрдости царапанием оно проводится острым краем образца и только на ровных и свежих поверхностях. У ребристых образований листоватых кристаллов или выветренных с поверхности штуфов значения твёрдости царапания получаются завышенными.

Шкала Мооса – это относительная шкала с её помощью устанавливают лишь то, какой минерал твёрже. О том, насколько увеличивается в количественном выражении твёрдость от ступени к ступени по шкале Мооса сказать нельзя.

В таблице дано сравнение со шкалой абсолютной твёрдости по Розевалю. Для определения твёрдости по Розевалю необходима сложная аппаратура, которой в полевых условиях невозможно пользоваться. Следствием особенности кристаллической структуры твёрдость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях.

Наибольшим различием твёрдости в различных направлениях выделяется кианит. Твёрдость у него изменяется от 5 до 7, в одних направлениях образец царапается ножом, в других нет. Для большинства камней эти значения незначительны и обычным способом не обнаруживаются.

Образцы одних и тех же минералов, полученных из разных мест отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки, например алмазы с Калимантана (Австралия) значительной твёрже алмазов из Африки, при из огранке возникают определённые сложности. Цейлонские, твёрже кашмирских.

Твёрдость, как и другие физические характеристики может меняться от кристалла к кристаллу благодаря изменению химического состава из аморфного замещения одного другим, но это не объясняет различий, обнаруженных ювелирами. Здесь накладывается вязкость, возникающая в результате нарушения непрерывности возникающей структуры, например из-за двойникования.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: